中学生物理实验能力的培养困境与突破

马春强

摘 要：中学生物理实验能力的培养有助于其物理学习能力和物理素养的综合提升。文章基于当前中学生物理实验能力培养中存在的问题从观察能力、动手能力、数据分析处理能力、分析与归纳能力和自主创新能力等多个方面提出应对策略，希望可以对中学生物理实验能力的提升提供参考意见。

关键词：中学物理;实验能力;困境;策略

从学生实验能力的培养目标来看主要包含良好的实验习惯、观察思考的能力、动手操作的能力，分析问题和解决问题的能力，创新的意识以及科学的态度和科学精神，社会责任感和正确的价值观等。所以我们将通过中长期观察实验对学生的物理实验能力的培养，找到有效的，可推广的，可操作的方式和方法，应用到教育教学中。将物理课堂与实验室相结合，在日常工作中加强实验对学生能力的提升和培养。在课堂的实验前提早设计备课，课上认真观察，将学生实验能力的培养积极融入到每一节课中。使理论和实践有效地结合起来，真正有效地促进学生提高物理实验能力。

一、中学生物理实验能力的培养困境

通过教学实践结合文献梳理，发现当前中学生对物理实验能力存在以下问题：

首先是对物理实验兴趣十足，动手意愿强烈，但自主探究能力差。学生大都喜欢物理实验，对物理实验很感兴趣，但是在实验过程中大多数希望自己动手实验老师加以指导，独立设计实验步骤的不多。学生的动手能力、实验设计能力、自主探究能力比较弱，使得学生很难在生活中使用物理实验解决问题。

其次是处理实验的技能不够，科学态度有待提高。很多同学对于实验数据不能做出合适的表格整理和图像处理，当实验结果与理论明显不符时，很少学生会探讨误差产生的原因，重新做实验检验分析是否正确。学生的数据处理能力和分析归纳能力不够，对于科学实验认识以及科学态度有待提高。

第三是日常实验基础扎实，观察和质疑能力较差。在日常生活中，几乎所有学生曾经拆卸和拼装过玩具等，对于常见的实验测量工具都会使用。但是在进行实验时都是照着制定好的实验方案进行，很少都独立的思考，对于老师和课本太依赖很难在实验中发现问题。观察能力可以，但在观察中发现问题的能力还有待提高。

第四是实验设计能力需要加强，重视在实验中的收获。学生希望将来做的物理实验是与实际生活联系密切一些。在实验过程中学生不止关注实验结果，更加重视自己再实验中的收获，说明学生不只是希望在实验中学到知识，更希望自己的能力得到锻炼获取更多的实验技能。

二、提升中学生物理实验能力的策略

（一）注重观察能力的培养

首先要激发观察兴趣。平时的实验教学中我们也会发现，将学生引入到预设的实验情境中，才能更好地达到预期的观察效果。比如，气体压强部分的“马德堡半球实验”，如果直接将演示器材展现在学生面前，在没有做好情感准备的学生眼里，它仅仅只是一个黑乎乎的铁球，没有更丰富的视觉形象，这样的观察结果不会产生深刻的情绪感受，也不可能激发学生的探究兴趣。如果事先对当时的实验盛况进行简单的描述，播放模拟视频短片，然后再展示演示器材，在学生眼里这个黑乎乎的铁球就是富有传奇色彩的历史物件，能更好地激发学生的观察欲望，从而也能实现更深刻地观察结果。

其次要突出观察重点。物理教师应引导学生注意观察对象，将学生的注意力引向正轨，充分培养学生有意向性的观察活动。比如“水的沸腾实验”，沸腾是很常见的生活现象，学生对于沸腾也并不陌生，但是他们沸腾现象的观察却比较浅显。这种生活中无意识地观察往往只能停留在表面，解决不了深层次的问题，所以在实验开始前，教师就需要强调学生应注意观察的现象，这样，学生就会对于“沸腾”有一个全面且深刻的印象，也为之后物理知识的学习做好铺垫。

第三要体现观察逻辑。对于一些较复杂的实验，步骤的先后顺序体现最终观察结果的逻辑性。为了方便学生更迅速、更准确地抓住观察现象，教师应该合理安排先观察什么再后观察什么，是从上到下观察还是从左到右观察，引导学生的观察活动是从简单到复杂，逻辑过程也是由浅入深，循序渐进的，便于学生更充分地理解观察的现象。

（二）培养学生动手能力

首先要善用身边物品。动手操作不在于一定要使用实验室提供的专业器材，它的根本在于能够随时动手体会物理知识的奥妙，不局限于时间、地点的限制，能够随时随地的利用身边物品动手实践。

其次要营造动手氛围。教师可以将学生进行分组，对每一个小组布置一些任务，这些任务需要每个学生亲自参与才能完成，這样就为每个学生营造了动手的氛围。通过小组内的合作，小组之间的竞争关系，更有利于学生亲自参与并积极实施。

第三要鼓励学生生自制实验仪器。学生动手操作能力的培养不应局限在学校范围内，局限在教材所安排的活动中，应该渗透到生活的方方面面，尝试着利用生活物品自制实验仪器。如小孔成像等物理实验，操作简单便捷，成功率高。

（三）培养学生数据分析处理能力

首先要注重数据获取的准确性。对数据的获取方式反应了学生的基本逻辑水平和对实验的基本理解，比如，“测量物体运动的速度”实验中，学生都知道速度等于路程除以时间，但是如何能够更准确地测量路程和时间？这是这个简单实验应该解决的基本问题。首先，路程的测量过程中，需要提醒学生注意小车本身的长度，其次，时间的测量过程中，由于木板的长度的有限，小车的运动时间非常短，不容易准确测量，需要引导学生尽量让小车运动的慢一些，也就是将木板的坡度变小一点。

其次要应用有效数据。在实验过程中，可能由于多方面因素的影响，造成我们记录的数据不准确，这时我们不能将错误的数据也应用到实验结果的分析当中，应该在综合分析之后去掉错误数据，应用有效数据进行实验分析，或者重新实验。将物理实验过程中记录和整理的数据进行分析处理，从中找到我们所要探究的规律和结论，这就是数据分析的作用。教师在日常教学中应该循序渐进的向学生渗透数据分析的理念，加强培养学生的数据分析能力。

（四）培养分析与归纳能力

在实验操作过程中，不可避免的会有这样那样的问题出现，比如电学实验中会遇到的故障问题，以及在分析实验数据得出实验结论时，能从多角度评估和论证探究过程和结果，分析实验结果和预期之间的差异，做出误差来源分析。要学生学会从数据中得到信息并概括得出结论，有意识的使用公式表达探究的结果。

（五）培养自主创新能力

自主创新能力是学生创新的意识、交流与合作的愿望以及正确的科学态度和科学精神的高度集中的能力。它包含了观察、操作和思维等多种心理活动，是学生实验能力的升华更是当代社会快速发展的迫切需求，是当代素质教学的基本要求更是学生全面发展的需要和基础，也是科学素养的重要组成部分。自主创新能力的培养需要学生充分掌握观察的能力、动手操作的能力、分析处理实验数据的能力、实验设计的能力等。

参考文献：

[1]周建军.“三为”课堂助力初中物理实验中学生创新能力提升[J].亚太教育，2022（09）：37-39.

[2]刘高福，王平瑞，丁曲.物理实验教学中学生创新能力的培养[J].教学与管理，2020（06）：101-103.

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